(57)【要約】【課題】静電容量センサ機能の検出精度を確保するのに有利な静電容量センサ装置１、ヘッドレストおよび着座装置を提供する。【解決手段】静電容量センサ装置１は、静電容量により対象物Ｍを検出する静電容量センサ機能を発揮する電極２と、電極２を搭載する基部とを具備すると共に、基部を加熱する発熱機能を有する。静電容量センサ機能により対象物Ｍを検出するとき、発熱機能を停止する制御部７が設けられている。【選択図】図１
2007114122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量により対象物を検出する静電容量センサ機能を発揮する電極と、前記電極を搭載する基部とを具備すると共に、前記基部を加熱する発熱機能を有する静電容量センサ装置において、
前記静電容量センサ機能により前記対象物を検出するとき前記発熱機能を停止する制御部が設けられていることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項２】
静電容量により対象物を検出する静電容量センサ機能を発揮する電極と、荷重を検出する荷重検出部と、前記電極を搭載する基部とを具備すると共に、前記基部を加熱する発熱機能を有する静電容量センサ装置において、
前記静電容量センサ機能により前記対象物を検出するとき前記発熱機能を停止するとともに、前記荷重検出部により荷重を検出するとき前記発熱機能を停止する制御部が設けられていることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記制御部は前記発熱部をデューティ制御し、前記発熱部への通電時間をｔ１とし、前記発熱部への通電停止時間をｔ２とするとき、前記制御部は、前記発熱部への通電時間ｔ１において前記静電容量センサ装置の検出処理を実行せず、前記発熱部への通電停止時間ｔ２において静電容量センサ装置の検出処理を実行することを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれか一項において、前記発熱機能は、前記静電容量センサ機能を発揮する前記電極に対して物理的に別個に設けられた発熱部により実行されることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか一項において、前記静電容量センサ機能を発揮する前記電極と、前記発熱機能を発揮する前記発熱部とは、直接または他の部材を介して互いに対向して配置されていることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項６】
請求項４または５において、前記発熱部は、昇温時に電気抵抗が増加する特性を有することを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちのいずれか一項において、前記対象物が存在する側から順に、前記静電容量センサ機能を発揮する前記電極、前記発熱部、前記基部の順に配置されていることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちのいずれか一項において、前記対象物が存在する側に表皮部材が設けられると共に、前記静電容量センサ機能を発揮する前記電極と前記発熱部との間に中間層が設けられており、
且つ、対象物が存在する側から順に、前記表皮部材、前記静電容量センサ機能を発揮する前記電極、前記中間層、前記発熱部、前記基部の順に配置されていることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちのいずれか一項において、前記静電容量センサ機能を発揮する前記電極は前記発熱機能を兼務し、前記静電容量センサ機能を発揮する前記電極に通電することにより発熱機能は実行されることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちのいずれか一項において、前記基部または前記大気の温度を直接または間接的に検出する温度検出部が設けられており、前記制御部は、前記温度検出部により検出した温度が基準温度域よりも低いとき前記発熱機能を発揮させると共に、昇温に伴い前記発熱機能を停止させることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項１１】
請求項４〜１０のうちのいずれか一項において、前記荷重検出部と前記発熱部とは、互いに対向しないように配置されていることを特徴とする静電容量センサ装置。
【請求項１２】
着座装置に取り付けられるヘッドレスト本体と、前記ヘッドレスト本体のうち人の頭部に対面する側に設けられ人の頭部に関する情報を検出するセンサとを具備するヘッドレストにおいて、
前記センサは、請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の静電容量センサ装置であることを特徴とするヘッドレスト。
【請求項１３】
人が着座する着座部と、前記着座部に設けられ人の着座を検出するセンサとを具備する着座装置において、
前記センサは、請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の静電容量センサ装置であることを特徴とする着座装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電容量センサ装置、静電容量センサ装置を搭載するヘッドレストおよび着座装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定間隔を隔て互いに対向する２枚のフィルムと、各フィルムの対向面に配置した電極と、フィルムの外面側に積層した発熱層とを有するセンサ・発熱体組み合わせ体が知られている（特許文献１）。このものでは、荷重が入力されると、２枚のフィルムの空間が狭くなり、電極同士が導通するため、荷重が検出される。
【０００３】
また、シートの着座面に作用する荷重を検出するセンサを有するフィルム部材を配設すると共に、フィルム部材にヒータ手段を設けた着座センサが知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特表２００３−５３３３１１号公報
【特許文献２】特表２００４−１７５２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１、２に係る技術によれば、センサは原理的には荷重を検出する荷重検出センサである。荷重検出センサであれば、荷重検出センサによるセンシングと発熱部による通電とを同時期に実行したとしても、荷重検出センサによるセンシングは、発熱部による通電の影響を受けにくい。従って荷重検出センサによるセンシングを良好に行うことができる。
【０００５】
ここで、非接触でシート着座者等の対象物を検出したい場合に、特許文献２のセンサを静電容量センサに置き換えると、上記通電の影響を受け易いことが本発明者らの検討により明らかとなった。
【０００６】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、静電容量センサ機能の検出精度を確保するのに有利な静電容量センサ装置、ヘッドレストおよび着座装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
様相１に係る静電容量センサ装置は、静電容量により対象物を検出する静電容量センサ機能を発揮する電極と、電極を搭載する基部とを具備すると共に、基部を加熱する発熱機能を有する静電容量センサ装置において、静電容量センサ機能により対象物を検出するとき発熱機能を停止する制御部が設けられていることを特徴とする。静電容量センサ機能により対象物を検出するとき、発熱機能を有する部分に通電すれば、検出精度はその電界の影響を受け易い。この点様相１によれば、静電容量センサ機能により対象物を検出するとき、制御部は、発熱機能を停止する。このため通電の影響を避けつつ、静電容量センサ機能が良好に発揮される。
【０００８】
様相２に係る静電容量センサ装置は、静電容量により対象物を検出する静電容量センサ機能を発揮する電極と、荷重を検出する荷重検出部と、電極を搭載する基部とを具備すると共に、基部を加熱する発熱機能を有する静電容量センサ装置において、静電容量センサ機能により対象物を検出するとき発熱機能を停止するとともに、荷重検出部により荷重を検出するとき発熱機能を停止する制御部が設けられていることを特徴とする。様相２によれば、静電容量センサ機能により対象物を検出するとき、制御部は、発熱機能を停止する。また荷重検出部により荷重を検出するとき、制御部は、発熱機能を停止する。このため通電の影響を避けつつ、静電容量センサ機能および荷重検出機能が良好に発揮される。
【０００９】
様相３に係るヘッドレストは、着座シートに取り付けられるヘッドレスト本体と、ヘッドレスト本体のうち人の頭部に対面する側に設けられ人の頭部に関する情報を検出するセンサとを具備するヘッドレストにおいて、センサは、前記様相に係る静電容量センサ装置であることを特徴とする。様相３によれば、人の頭部によよる静電容量変化を検出できる。これにより静電容量センサ機能が良好に発揮される。
【００１０】
様相４に係る着座装置は、人が着座する着座部と、着座部に設けられ人の着座を検出するセンサとを具備する着座装置において、センサは、前記した様相に係る静電容量センサ装置であることを特徴とする。様相４によれば、人の着座による静電容量変化を検出できる。これにより静電容量センサ機能が良好に発揮される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、静電容量センサ機能により対象物を検出するとき、制御部は、発熱機能を停止する。このため通電の影響を避けつつ、静電容量センサ機能が良好に発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
静電容量センサ装置は、コンデンサの原理を応用して対象物を検出するものである。本発明に係る静電容量センサ装置は、静電容量により対象物を検出する静電容量センサ機能を発揮する電極と、電極を搭載する基部とを具備すると共に、基部を加熱する発熱機能を有する。基部は電極を直接または他の部材を介して搭載するものである。基部は例えばウレタン等の材料で形成できる。静電容量センサ機能により対象物を検出するとき、制御部は発熱機能を停止する。電極は導電性を有する部材で形成できる。基部は一般的には静電容量センサ装置の本体となるものであり、電極を搭載する。発熱機能は、静電容量センサ機能を発揮する電極に対して別個に設けられた発熱部に通電して実現できる。あるいは、発熱機能は、静電容量センサ機能を発揮する電極自体を発熱部として使用し、ジュール熱を発生させる発熱電流を電極に通電して実現したりできる。発熱機能は、暖房または基部の過冷化を防止するヒータとして利用できる。
【００１３】
様相２に係る静電容量センサ装置は、静電容量により対象物を検出する静電容量センサ機能を発揮する電極と、荷重を検出する荷重検出部（感圧検出部）と、電極および荷重検出部をもつ基部とを具備すると共に、基部を加熱する発熱機能を有する。静電容量センサ機能により対象物を検出するとき、制御部は荷重検出を停止する。この場合、静電容量センサ機能により対象物を検出するとき、制御部は、荷重検出を停止すると共に発熱機能を停止することができる。荷重検出部は荷重を検出するできるものであれば、センサ原理は静電容量式に限定されず、例えばメンブレン式や圧電式等を採用しても良い。
【００１４】
制御部は、発熱部をデューティ制御し、発熱部への通電時間をｔ１とし、発熱部への通電停止時間をｔ２とする形態を例示することができる。この場合、制御部は、発熱部への通電時間ｔ１において静電容量センサ装置の検出処理を実行せず、発熱部への通電停止時間ｔ２において静電容量センサ装置の検出処理を実行する形態を採用することができる。デューティ比は適宜選択でき、例えば１０〜９０％の範囲内で選択できる。
【００１５】
本発明は、次の各形態を例示することができる。次の形態のうちの一つまたは二つ以上を併用することができる。
【００１６】
・発熱機能は、静電容量センサ機能を発揮する電極と物理的な別個に設けられた発熱部により実行される。発熱部としては、例えば印刷、蒸着などの成膜手段により膜として形成したり、あるいは、発熱材料で形成された発熱シートを配置して形成できる。発熱部としては、昇温時に電気抵抗が増加するＰＴＣ特性（自己温度制御特性）を有するものを例示できる。
【００１７】
・静電容量センサ機能を発揮する電極と発熱部とは、互いに対向して配置されている形態を例示することができる。この場合、投影図においては電極および発熱部が重なるように配置されているため、搭載スペースを節約できる。
【００１８】
・発熱部はある程度剛性をもつことがある。この場合、荷重検出部が設けられている領域に発熱部が設けられていると、発熱部の製造バラツキが大きいため、荷重検出部の検出精度に影響を与えることがある。このような場合、荷重検出部と発熱部とは、互いに対向しないように配置されている形態を例示することができる。即ち、荷重検出部が設けられている領域には、発熱部が設けられていない。つまり、投影するとき、荷重検出部と発熱部とは互いに重合しておらず、対面していない。従って、発熱部が荷重検出部の検出精度に影響を与えることが低減または回避される。
【００１９】
・対象物が存在する側から順に、静電容量センサ機能を発揮する電極、発熱部、基部の順に配置されている形態を例示することができる。この場合、対象物に電極が近いため、静電容量センサ機能を発揮するのに有利である。なお、静電容量センサ装置は、対象物からの距離が長いと、検出精度が低下する傾向がある。
【００２０】
・対象物が存在する側に表皮部材が設けられると共に、静電容量センサ機能を発揮する電極と発熱部との間に中間層が設けられている形態を例示することができる。この場合、対象物が存在する側から順に、表皮部材、静電容量センサ機能を発揮する電極、中間層、発熱部、基部の順に配置されている形態を例示することができる。この場合、対象物に電極が近いため、静電容量センサ機能を発揮するのに有利である。発熱部が基部に近いため、発熱部により基部を良好に暖めることができる。荷重検出センサ等が搭載されているときには、寒冷地等においては、荷重検出センサ等を保持する基部の特性（弾性等）が低温の影響で変化し、荷重検出センサ等の検出精度が低下するおそれがある。この場合、発熱部により基部を良好に暖めることができ、基部の特性（弾性等）を確保でき、検出センサ等の検出精度が確保される。
【００２１】
・基部または大気の温度を直接または間接的に検出する温度検出部が設けられており、制御部は、温度検出部により検出した温度が基準温度域よりも低いとき発熱機能を発揮させると共に、昇温に伴い発熱機能を停止させる。寒冷地等においては、低温の影響で基部の特性（弾性等）が変化することがある。この場合、発熱部により基部を良好に暖めることができ、基部の特性（弾性等）を確保できる。
【００２２】
・静電容量センサ機能を発揮する電極は発熱機能を兼務し、静電容量センサ機能を発揮する電極に通電することにより発熱機能は実行される。この場合、電極は静電容量センサ機能および発熱機能を兼務するため、部品点数が削減される。この場合、電極としては、電極機能および発熱機能を兼務する材料を選択することが好ましい。
【００２３】
・本発明に係る静電容量センサ装置は、車両等の乗物用の検出センサとして利用でき、例えば、車両の乗員を検出する乗員検出センサとして利用できる。
【００２４】
・ヘッドレストは、着座装置に取り付けられるヘッドレスト本体と、ヘッドレスト本体のうち人の頭部に対面する側に設けられ人の頭部に関する情報（例えば頭部位置情報、頭部荷重情報等）を検出するセンサとを具備する。センサは、上記した各様相に係る静電容量センサ装置である。この場合、ヘッドレストに対面する人の頭部の存在を良好に検出できる。ヘッドレストは、人の頭部を支えるように着座装置に取り付けられるものである。ヘッドレストは、車両等の乗物のシート装置、車椅子の着座装置、事務机の椅子、リクライニングチェア、マッサージチェア等に使用される。
【００２５】
・着座装置は、人が着座する着座部と、前記着座部に設けられ人の着座を検出するセンサとを具備する。センサは、前記した各様相に係る静電容量センサ装置である。この場合、着座装置に着座する人の頭部の存在を良好に検出できる。着座装置としては、車両等の乗物に使用されるシート装置（チャイルドシートを含む）、車椅子に使用される着座装置、トイレに使用される便座装置が例示される。
【実施例１】
【００２６】
以下、本発明の実施例１について図１および図２を参照して具体的に説明する。本実施例に係る静電容量センサ装置１は、静電容量により対象物を検出する静電容量センサ機能を発揮する面状の電極２と、面状の発熱部３と、面状の第１基部４および面状の第２基部５とを備える。第１基部４および第２基部５は例えば樹脂材やゴム材等を基材とするフィルムで形成できる。
【００２７】
図１に示すように、対象物Ｍが存在する側に第１基部４が設けられている。静電容量センサ機能を発揮する電極２と発熱部３との間には、面状の中間層６（例えば樹脂材、ゴム材または粘着材）が設けられている。そして、対象物Ｍが存在する側から順に、つまり、外方から内部に向けて矢印Ａ１方向に沿って、第１基部４、静電容量センサ機能を発揮する電極２、中間層６、発熱部３、第２基部５の順に配置されている。
【００２８】
この場合、対象物Ｍは第１基部４の外側に位置する。この場合、対象物Ｍと電極２とが距離的に離れていると、静電容量センサ機能の検出精度が低下するおそれがある。また発熱部３は面状であるため、発熱部３が電極２よりも対象物Ｍに近いと、広い面積の発熱部３が電極２と対象物Ｍとの間に障害物として存在することになる。この場合、電極２による静電容量センサ機能を低下させるおそれがある。この点本実施例によれば、図１に示すように、発熱部３よりも電極２が対象物Ｍに近いため、広い面積の発熱部３が電極２と対象物Ｍとの間に障害物として存在することが防止される。従って、電極２による静電容量センサ機能を良好に発揮させるのに有利である。
【００２９】
更に、発熱部３に通電することにより発熱部３を発熱させて暖房に利用することができる。更に、第１基部４および第２基部５を暖めることができ、第１基部４および第２基部５の特性（弾性等）を良好に確保できる。
【００３０】
殊に、図１に示すように、厚み方向において、第１基部４、発熱部３および第２基部５が重複するように配置されている。このため発熱部３により第１基部４および第２基部５を速やかに暖めることができ、第１基部４および第２基部５の特性（弾性等）を良好に確保できる。更に、発熱部３が第２基部５が対面しており、発熱部３が第２基部５に近いため、発熱部３により第２基部５を良好に暖めることができ、第２基部５の特性（弾性等）を良好に確保できる。なお、発熱部３を発熱させる必要がないときには、発熱部３に給電する操作スイッチ７７をオフにして発熱部３を断電し、発熱部３をグラウンドに接地しておく。
【００３１】
制御部７と電極２との間には、静電容量の変化を検出するための第１検出回路７１が設けられている。制御部７と発熱部３との間には、発熱部３への通電をデューティ制御するためのＰＷＭ回路等のパルス制御回路７３が操作スイッチ７７を介して設けられている。大気または第２基部５の温度を検出する温度センサ７５（温度検出部）が設けられている。温度センサ７５の検出信号は信号線７５ｘにより制御部７に入力される。
【００３２】
人体からの熱の伝達により第１基部４および第２基部５の温度が上昇する環境で使用される場合には、大気の温度が低くても、第１基部４および第２基部５の温度が高いことがある。このため、第１基部４および第２基部５の特性（弾性等）を正確に検出するためには、温度センサ７５は、大気の温度よりも第１基部４および第２基部５の温度を検出することが好ましい。図１では、温度センサ７５を第２基部５に配置して第２基部５の温度を検出している。なお、第１基部４および第２基部５は温度的に大差ないと考えられる。
【００３３】
静電容量センサ機能により対象物Ｍを検出するとき、発熱部３に通電していると、電界により検出精度がその影響を受け易い。そこで本実施例によれば、制御部７は、静電容量センサ機能により対象物Ｍを検出するときには、発熱部３への通電を停止し、発熱部３による発熱機能を停止する。即ち、制御部７は、発熱部３を発熱作動させているとき、静電容量センサ装置１による検出処理を実行しない。換言すると、制御部７は、発熱部３を発熱作動させていないとき、静電容量センサ装置１による検出処理を実行する。このように本実施例によれば、制御部７は、静電容量センサ機能により対象物Ｍを検出するとき、発熱部３への通電を停止し、発熱機能を停止する。このため発熱部３への通電による影響を避けつつ、静電容量センサ機能が良好に発揮される。
【００３４】
更に説明を加える。本実施例によれば、発熱部３はパルス制御回路７３により所定のデューティ比でデューティ制御される。デューティ制御によれば、図２（Ａ）に示すように、発熱部３への通電時間をｔ１とし、発熱部３への通電停止時間をｔ２とし、ｔallをｔ１＋ｔ２とするとき、デューティ比はｔ１／ｔallを意味する。また、図２（Ｂ）に示すように、時間ｔ１内において、発熱部３への通電のオンオフを繰り返しても良い。本実施例によれば、図２（Ｃ）に示すように、静電容量センサ装置１による検出処理（Δｔａ）は、発熱部３への通電停止時間ｔ２において実行される。
【００３５】
ここで、発熱部３に通電する電流のデューティ比が過剰に小さいと、発熱部３の通電停止時間ｔ２が長くなるため、静電容量センサ装置１による検出時間が確保されるものの、発熱部３の発熱時間が短縮されるため、単位時間あたりの発熱部３の発熱量が低下する傾向がある。これに対して、前記したデューティ比が過剰に大きいと、発熱部３の発熱時間が長くなり、単位時間あたりの発熱部３の発熱量が確保されるものの、発熱部３の通電停止時間ｔ２が短くなるため、静電容量センサ装置１による検出時間が短くなる。上記した各事情を考慮して発熱部３に通電するとき、デューティ比を選択することが好ましい。
【００３６】
本実施例によれば、発熱部３への通電時間ｔ１においては、図２（Ｃ）に示すように、静電容量センサ装置１の検出処理（Δｔａ）を実行しない。これに対して発熱部３への通電停止時間ｔ２においては、静電容量センサ装置１の検出処理（Δｔａ）を実行する。
【００３７】
静電容量センサ装置１のサイズの小型化を図るためには、発熱部３を小型化することが好ましいが、この場合には発熱部３の単位時間あたりの発熱量には限界がある。デューティ比が過剰に小さいと、発熱部３の単位時間あたりの発熱量を確保しにくい。このため本実施例によれば、デューティ比としては２０％以上、３０％以上、４０％以上とすることができる。これに対して、デューティ比が過剰に大きいと、前述したように発熱部３の通電停止時間が短くなり、静電容量センサ装置１による検出時間が短くなる。このため、静電容量センサ装置１による検出時間を確保するためには、デューティ比としては９０％以下、８０％以下、７０％以下とすることができる。ここで、制御部７は基準電圧を変化させることにより、発熱部３へ通電される電流のパルス巾を変化させ、デューティ比を任意に変化させる。
【００３８】
発熱部３は乗員等を暖める暖房としても機能できる。この場合、速やかに昇温させる必要がある。発熱部３およびその配線に多大な電流が流れる場合には、発熱部３に繋がる配線を金属箔（例えば銅箔、銀箔）とすることができる。
【００３９】
図３は制御部７が実行するフローチャートの１例を示す。まず、発熱部３を発熱させる操作スイッチ７７がオンかオフか判定する（ステップＳ２）。操作スイッチ７７がオンであれば（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御部７は、発熱部３をデューティ制御して発熱部３を発熱させる（ステップＳ１０）。更に、ステップＳ１２に進み、時分割検出処理を行なう。
【００４０】
これに対して発熱部３の操作スイッチ７７がオフであれば（ステップＳ２のＮＯ）、温度センサ７５の検出温度が所定温度Ｔ１（適宜選択できるが、例えば温度Ｔ１＝マイナス１０℃）よりも低温か否か判定する（ステップＳ４）。温度センサ７５の検出温度が所定温度Ｔ１よりも高温であれば（ステップＳ４のＮＯ）、雰囲気温度が過剰低温領域ではないため、制御部７は、静電容量センサ装置１による検出処理を行う（ステップＳ６）。この場合、発熱部３への通電は行われず、発熱部３は発熱していない。
【００４１】
これに対して、温度センサ７５の検出温度が所定温度Ｔ１よりも低温であれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、雰囲気温度が過剰低温領域であるため、制御部７は、発熱部３をデューティ制御して発熱部３を発熱させる（ステップＳ８）。更に、時分割検出処理を行なう（ステップＳ１２）。この時分割検出処理においては、図２に示すように、発熱部３への通電時間ｔ１においては静電容量センサ装置１の検出処理を実行しないが、発熱部３への通電停止時間ｔ２においては静電容量センサ装置１の検出処理を実行する。このように発熱部３への通電停止時間ｔ２において静電容量センサ装置１の検出処理を実行するため、発熱部３への通電の影響を避けつつ、電極２による静電容量センサの検出精度が良好に得られる。
【実施例２】
【００４２】
図４は実施例２を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。対象物Ｍが存在する側には、意匠用の表皮部材４５が設けられる。静電容量センサ機能を発揮する電極２と発熱部３との間に、中間層６が設けられている。この場合、対象物Ｍが存在する側から順に、つまり、矢印Ａ１方向に沿って、表皮部材４５、第１基部４、静電容量センサ機能を発揮する電極２、中間層６、発熱部３、第２基部５の順に配置されている。この場合、仮に対象物Ｍと電極２とが距離的に離れていると、検出精度が低下するおそれがある。この点本実施例によれば、図４に示すように、発熱部３よりも電極２が対象物Ｍに近い側に配置されているため、静電容量センサ機能を発揮するのに有利である。更に、図４に示すように、発熱部３が第２基部５と表皮部材４５とに挟まれているため、発熱部３により第２基部５および表皮部材４５を良好に暖めることができる。寒冷地等においては、低温の影響で第２基部５および表皮部材４５の特性（弾性等）が変化することがある。この場合、発熱部３により第２基部５および表皮部材４５（人体側）を良好に暖めることができ、第２基部５および表皮部材４５の特性（弾性等）を確保できる。本実施例においても、制御部７は、静電容量センサ機能により対象物Ｍを検出するとき、発熱部３への通電を停止し、発熱機能を停止する。このため発熱部３への通電による影響を避けつつ、静電容量センサ機能が良好に発揮される。
【実施例３】
【００４３】
図５および図６は実施例３を示す。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。本実施例に係る静電容量センサ装置１は、静電容量により対象物Ｍを検出する静電容量センサ機能を発揮する電極２と、荷重を検出する荷重検出センサ８（荷重検出部）と、電極２を搭載する第１基部４および第２基部５とを備える。対象物Ｍが存在する側には、第１基部４（例えばＰＥＮ等の樹脂製のフィルム）が設けられている。静電容量センサ機能を発揮する電極２と発熱部３との間には、中間層６（樹脂材またはゴム材）が設けられている。
【００４４】
そして図５に示すように、対象物Ｍが存在する側から順に、つまり、外方から内部に向けて矢印Ａ１方向に沿って、第１基部４、静電容量センサ機能を発揮する電極２、中間層６、発熱部３、第２基部５（例えば樹脂製のフィルム）の順に配置されている。この場合、発熱部３よりも電極２が対象物Ｍに距離的に近いため、電極２と対象物Ｍとの間に発熱部３が障害物として存在することが防止される。従って、発熱部３が電極２を障害物として遮蔽することが抑えられる。故に、電極２による静電容量センサ機能を発揮するのに有利である。
【００４５】
図５に示すように、制御部７と電極２との間には、静電容量の変化を検出するための第１検出回路７１が設けられている。制御部７と発熱部３との間には、発熱部３をデューティ制御するためのＰＷＭ回路等のパルス制御回路７３が設けられている。制御部７は、静電容量センサ機能により対象物Ｍを検出するとき、発熱部３による発熱機能を停止する。即ち、制御部７は、発熱部３を発熱作動させているとき、静電容量センサ装置１による検出処理を実行しない。このように本実施例によれば、制御部７は、静電容量センサ機能により対象物Ｍを検出するとき、発熱機能を停止する。このため発熱部３への通電の影響を避けつつ、電極２による静電容量センサ機能が良好に発揮される。なお、本実施例においても、発熱部３の発熱は所定のデューティ比でデューティ制御される。
【００４６】
荷重検出センサ８（感圧センサ）は、静電容量センサ装置１に隣接して一体的に設けられている。荷重検出センサ８による荷重信号を検出する第２検出回路７４が設けられている。図５に示すように、荷重検出センサ８は、静電容量センサ装置１に組み付けられており、静電容量センサ装置１用の第１基部４および第２基部５と、スペーサ部材８３と、第１導電パス部８４および第２導電パス部８５と、導通スイッチ部８６とを備える。
【００４７】
図５に示すように、スペーサ部材８３は、第１基部４と第２基部５との間に介在しており、内壁面８３ｉと外壁面８３ｐとをもつ。内壁面８３ｉは、円形の空間状をなす感圧室８９を区画する円形状をなしている。スペーサ部材８３は、粘着材８３ｍにより第１基部４と第２基部５との間に固定されている。
【００４８】
図５に示すように、荷重検出センサ８は、第１導電パス部８４に繋がる第１配線部８７と、第２導電パス部８５に繋がる第２配線部８８とをもつ。第１導電パス部８４に電気的に繋がる第１配線部８７は、第１導電パス部８４と共に第１基部４の搭載面に設けられている。第２導電パス部８５に電気的に繋がる第２配線部は、第２導電パス部８５と共に第１基部４の搭載面に設けられている。第１配線部８７および第２配線部８８のうち一方は信号線にでき、他方はグランド線にできる。第１導電パス部８４は、第１配線部８７のうち感圧室８９内に設けられているパス部分をいう。第２導電パス部８５は、第２配線部８８のうち感圧室８９内に設けられているパス部分をいう。
【００４９】
図５に示すように、導通スイッチ部８６は、感圧室８９を介して第１導電パス部８４および第２導電パス部８５に対面するように、第２基部５の搭載面に設けられている。導通スイッチ部８６は、感圧室８９に臨むように配置されている。導通スイッチ部８６は、導電物質を成膜する成膜手段（蒸着、スパッタリング、印刷など）により形成されている。荷重が入力されると、第１基部４と第２基部５との間の距離ＬＢ（図５参照）が短縮される。このとき、感圧室８９において、第１導電パス部８４および第２導電パス部８５は、導通スイッチ部８６に接触して導通する。これにより荷重の入力が検出される。荷重の入力が解除されると、第１基部４と第２基部５との間の距離ＬＢ（図５参照）が復元し、第１導電パス部８４および第２導電パス部８５は、導通スイッチ部８６に非接触となり、非導通となる。これにより荷重の解除が検出される。
【００５０】
ところで、低温の影響で、第１基部４および第２基部５の特性（弾性等）が変化（硬化）することがある。この場合、発熱部３により第１基部４および第２基部５を暖めることができ、第１基部４および第２基部５の特性（弾性等）を良好に確保できる。殊に本実施例によれば、図５から理解できるように、厚み方向において、第１基部４、発熱部３および第２基部５が互いに重複するように配置されているため、発熱部３の熱を第１基部４および第２基部５に速やかに伝達でき、第１基部４および第２基部５を効果的に暖めることができる。
【００５１】
ところで、発熱部３の材料または製法によっては、発熱部３はある程度剛性をもつことがある。この場合、荷重検出センサ８が設けられている領域に、仮に発熱部３が設けられていると、発熱部３の剛性の影響で、発熱部３の荷重伝達がバラツキ、荷重検出センサ８の検出精度に影響を与えることがある。この点本実施例によれば、図５に示すように、荷重検出センサ８が設けられている領域には、発熱部３が設けられていない。つまり、荷重検出センサ８と発熱部３とは互いに重合しておらず、互いに対面していない。従って、発熱部３が剛性を有するときであっても、荷重検出センサ８の検出精度に影響を与えることが回避される。
【００５２】
図６は制御部７が実行するフローチャートの１例を示す。まず、発熱部３を発熱させる操作スイッチ７７がオンかオフか判定する（ステップＳＡ２）。操作スイッチ７７がオンであれば（ステップＳＡ２のＹＥＳ）、制御部７は、発熱部３をデューティ制御して発熱部３を発熱させ（ステップＳＡ１０）、更にステップＳＡ１２に進み、時分割検出処理を行なう。これに対して温度センサ７５の検出温操作スイッチ７７がオフであれば（ステップＳＡ２のＮＯ）、温度センサ７５の検出温度が所定温度Ｔ１（適宜選択できるが、例えば零下１０℃）以下か否か判定する（ステップＳＡ４）。温度センサ７５の検出温度が所定温度Ｔ１以上であれば（ステップＳＡ４のＮＯ）、雰囲気温度が過剰低温領域ではないため、制御部７は、静電容量センサ装置１による検出処理と、荷重検出センサ８による検出処理の双方を行う（ステップＳＡ６）。この場合、雰囲気温度が高温領域であるため、発熱部３への通電は行われず、発熱部３を発熱させない。
【００５３】
これに対して、温度センサ７５の検出温度が所定温度Ｔ１以下であれば（ステップＳＡ４のＹＥＳ）、雰囲気温度が過剰低温領域である。このため、基部４および５が低温のため硬化すると、荷重検出センサ８の検出精度が低下するおそれがある。そこで、制御部７は、発熱部３をデューティ制御して発熱部３を発熱させ（ステップＳＡ８）、基部４および５の硬化を防止する。更に、時分割検出処理を行なう（ステップＳＡ１２）。時分割検出処理においては、発熱部３への通電時間ｔ１においては、静電容量センサ装置１による検出処理と荷重検出センサ８による検出処理を実行しない。この場合、双方の検出処理の精度が発熱部３への通電による電界の影響を受けず、双方の検出処理の精度が良好に確保される。
【００５４】
これに対して、発熱部３への通電停止時間ｔ２においては、静電容量センサ装置１の検出処理と、荷重検出センサ８による検出処理との双方を実行する。この結果、発熱部３への通電の影響を避けつつ、電極２による静電容量センサ機能および荷重検出センサ機能の双方が良好に発揮される。
【実施例４】
【００５５】
図７は実施例４を示す。本実施例は実施例３と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例３と異なる部分を中心として説明する。発熱部３は所定のデューティ比でデューティ制御される。デューティ制御によれば、図７（Ａ）に示すように、発熱部３への通電時間をｔ１とし、発熱部３への通電停止時間をｔ２とし、ｔallをｔ１＋ｔ２とする。図７（Ｂ）に示すように、静電容量センサ装置１による検出処理（Δｔａ）は、発熱部３への通電停止時間ｔ２において実行される。更に本実施例によれば、図７（Ｃ）に示すように、荷重検出センサ８による検出処理（Δｔｃ）は、発熱部３への通電時間ｔ１において実行される。このため、発熱部３の通電停止時間ｔ２においては、荷重検出センサ８による検出処理（Δｔｃ）を実行せずとも良く、静電容量センサ装置１による検出処理（Δｔａ）のみを実行すれば良い。
【００５６】
ところで、発熱部３の発熱量を大きく確保するためには、発熱部３に通電する電流のデューティ比が高くなる。この場合、発熱部３への通電時間ｔ１が長くなるため、発熱部３の通電停止時間ｔ２が短い時間となる。発熱材料などの制約、小型化等の要請により、発熱部３の単位時間あたりの発熱量を小さくすることがある。この場合には、発熱部３への通電時間ｔ１が長くなり、通電停止時間ｔ２がかなり短くなるおそれがある。このような場合においても、発熱部３の通電停止時間ｔ２においては、荷重検出センサ８による検出処理（Δｔｃ）を実行せずとも良く、静電容量センサ装置１による検出処理（Δｔａ）のみを実行すれば良いため、静電容量センサ装置１による検出処理（Δｔａ）を良好に行うことができる。
【実施例５】
【００５７】
図８は実施例５を示す。本実施例は実施例３と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例３と異なる部分を中心として説明する。発熱部３は、発熱部３は、昇温時に電気抵抗が増加する特性（ＰＴＣ特性）を有しており、このため温度が高くなると、発熱部３に通電される電流値が自動的に減少し、発熱温度を制御する自己温度制御機能を果たす。このため発熱部３の過熱が防止される。この場合には、発熱部３は自己温度制御機能を果たすため、必ずしも、発熱部３をデューティ制御せずとも良い。従って、発熱部３を長い時間通電した後に、発熱部３をオフとする制御も採用しても良い。勿論、この場合といえども、発熱部３をデューティ制御しても良い。
【００５８】
図８に示すように、荷重検出センサ８は、静電容量センサ装置１に隣接して設けられている。図５に示すように、荷重検出センサ８は第１ベース部８１と、第２ベース部８２と、スペーサ部材８３と、第１導電パス部８４および第２導電パス部８５と、導通スイッチ部８６とを備える。第１ベース部８１および第２ベース部８２は、互いに対向しており、荷重検出センサ８の主要素を形成するものであり、樹脂で形成された膜体とされている。第１ベース部８１および第２ベース部８２は、第１基部４および第５基部５に対して別体とされている。
【００５９】
スペーサ部材８３は、第１ベース部８１と第２ベース部８２との間に介在しており、内壁面８３ｉと外壁面８３ｐとをもつ。内壁面８３ｉは、円形の空間状をなす感圧室８９を区画する円形状をなしている。スペーサ部材８３は、粘着材８３ｍにより第１ベース部８１と第２ベース部８２との間に固定されている。
【００６０】
本実施例においても、図８に示すように、静電容量センサ装置１の長さ方向ＬＫにおいて、荷重検出センサ８が設けられている領域には、発熱部３が設けられていない。つまり、荷重検出センサ８と発熱部３とは互いに重合しておらず、両者は互いに対面していない。従って、発熱部３の剛性が高いときであっても、発熱部３が荷重検出センサ８の検出精度に影響を与えることが回避される。従って、発熱部３を構成する材料の選択の自由度を高めることができる。
【実施例６】
【００６１】
図９は実施例６を示す。本実施例は荷重検出センサ８を搭載する実施例３と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例３と異なる部分を中心として説明する。静電容量センサ機能を発揮する電極２は、発熱機能を兼務する。静電容量センサ機能を発揮する電極２に通電することにより発熱機能は実行される。
【実施例７】
【００６２】
図１０は実施例７を示す。本実施例は荷重検出センサ８を搭載する実施例３と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例３と異なる部分を中心として説明する。第２基部５の内部には発熱部３Ｅが埋設されている。発熱部３Ｅは、荷重検出センサ８が設けられている領域にも発熱部３が延設されている。
【実施例８】
【００６３】
図１１は実施例８を示す。このヘッドレスト１００は、車両の衝突時において乗員の首部をむち打ち症から保護する制御システムに使用される。図１１に示すように、ヘッドレスト１００は、車両等に装備される着座装置に取り付けられるヘッドレスト本体１０２と、ヘッドレスト本体１０２のうち人の頭部に対面する側に設けられたセンサ搭載面１０４とをもつ。
【００６４】
ヘッドレスト本体１０２のセンサ搭載面１０４には、静電容量センサ装置１の電極２が併設されている。静電容量センサ装置１は人の頭部の後側に対向するものであり、荷重検出センサ８と独立して人の頭部を静電容量の変化により検出する。静電容量センサ装置１の電極２は導電材料で形成されており、センサ搭載面１０４の外縁１０４ｃに沿って形成された面状の外縁電極部２０と、外縁電極部２０よりも内側に形成された面状の内電極部２２とを有する。図１１に示すように、外縁電極部２０および内電極部２２により、多数の荷重検出センサ８が包囲されている。即ち、センサ搭載面１０４において、外縁電極部２０と内電極部２２との間に多数の荷重検出センサ８が人の頭部の後側に対向するように配置されている。従って、センサ搭載面１０４の近傍に人の頭部が存在するとき、荷重検出センサ８および静電容量センサ装置１の双方がそれぞれ独立して人の頭部の存在を検出する。これによりセンサの信頼性を高めている。
【００６５】
上記したようにヘッドレスト１００では、人の頭部による荷重を荷重検出センサ８により検出することにより、人の頭部の有無を検出する。更に、人の頭部の接近による静電容量の変化を静電容量センサ装置１により検出することにより、人の頭部の接近の有無を検出する。これによりヘッドレスト１００を使用している人の頭部の有無の検出が一層容易となり、センサの精度を更に高めることができる。人の髪の毛は多様性がある。髪の毛は、条件によっては、静電容量センサ装置１の感度に影響を与えることがある。この点本実施例のようにヘッドレスト１００のセンサ搭載面１０４には、荷重検出センサ８によるセンシングと、静電容量センサ装置１によるセンシングとを併有させれば、上記した髪の影響等を回避するのに有利である。
【００６６】
荷重検出センサ８の検出精度は、荷重検出センサ８を保持するヘッドレスト１００を構成する材料の弾性の硬化の影響を受けることがある。そこで低温の影響で、ヘッドレスト１００を構成する材料の弾性が硬化するおそれがあるときには、ヘッドレスト１００の温度を検出する温度センサ７５の検出信号に基づいて、発熱部３を発熱させれば、材料の弾性の過剰硬化が防止され、荷重検出センサ８による検出精度が確保される。温度センサ７５はヘッドレスト１００に組みこまれている。
【００６７】
本実施例によれば、電極２の裏面側に、電極２と対向する位置において、面状の発熱部３が設けられている。そして、荷重検出センサ８が設けられている領域には、発熱部３が設けられていない。つまり、投影するとき、荷重検出センサ８と発熱部３とは互いに重合しておらず、両者は互いに対面していない。従って、発熱部３がある程度の剛性を有するときであっても、発熱部３が荷重検出センサ８の検出精度に影響を与えることが回避される。
【実施例９】
【００６８】
図１２は実施例９を示す。図１２に示すように、着座装置４００は車両用などに使用されるものであり、人の尻に対面するシートクッション４０１と人の背中に対面するシートバック４０２とをもつ着座装置本体４０３と、着座装置本体４０３のうちシートクッション４０１に設けられ人の荷重を検出するセンサとをもつ。センサは、上記した各実施例の係る荷重検出センサ８を有する静電容量センサ装置１、あるいは、荷重検出センサ８を有しない静電容量センサ装置１である。このセンサは、着座装置４００への着座を検出する着座センサとして用いられている。なお、シートバック４０２のうち人の背中に対面する部分に、上記した各実施例の係る荷重検出センサ８を有する静電容量センサ装置１、あるいは、荷重検出センサ８を有しない静電容量センサ装置１を取り付けることにしても良い。
【００６９】
その他、本発明は上記しかつ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更して実施できる。例えば発熱部３は面状とされているが、線状としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は車両等の乗物に搭載されるシート装置などの着座装置、車椅子の着座装置、トイレの便座装置等に搭載される人体検出センサ、乗員検出センサなどに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例１に係り、静電容量センサ装置の断面図である。
【図２】実施例１に係り、発熱部の制御と静電容量センサ装置による検知時間との関係を示すタイミングチャートである。
【図３】実施例１に係り、制御部が実行するフローチャートである。
【図４】実施例２に係り、静電容量センサ装置の断面図である。
【図５】実施例３に係り、静電容量センサ装置の断面図である。
【図６】実施例３に係り、制御部が実行するフローチャートである。
【図７】実施例４に係り、発熱部の制御と静電容量センサ装置による検知時間と荷重検知センサによる検知時間との関係を示すタイミングチャートである。
【図８】実施例５に係り、静電容量センサ装置の断面図である。
【図９】実施例６に係り、静電容量センサ装置の断面図である。
【図１０】実施例７に係り、静電容量センサ装置の断面図である。
【図１１】実施例８に係り、シート装置に搭載されるヘッドレストに静電容量センサ装置を組みこんでいる状態を示す構成図である。
【図１２】実施例９に係り、シート装置に静電容量センサ装置を組みこんでいる状態を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１は静電容量センサ装置、２は電極、３は発熱部、４は第１基部、５は第２基部、６は中間層、７は制御部、１００はヘッドレスト、１０２ヘッドレスト本体、１０４はセンサ搭載面、２０は外縁電極部、２２は内電極部、４０１はシートクッション、４０２はシートバック、４０３は着座装置本体、４０１はシートクッション、４０２はシートバック、８は荷重検出センサ（荷重検出部）を示す。
【図１】
2007114122.tif 000003
【図２】
2007114122.tif 000004
【図３】
2007114122.tif 000005
【図４】
2007114122.tif 000006
【図５】
2007114122.tif 000007
【図６】
2007114122.tif 000008
【図７】
2007114122.tif 000009
【図８】
2007114122.tif 000010
【図９】
2007114122.tif 000011
【図１０】
2007114122.tif 000012
【図１１】
2007114122.tif 000013
【図１２】
2007114122.tif 000014